一种小晶粒菱沸石及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于沸石技术领域，具体为一种小晶粒菱沸石及其制备方法和应用。本发明专利技术利用结晶导向剂，采用无有机模板剂水热合成法得到菱沸石，晶粒尺寸为200‑600 nm。将其用作强酸体系中的脱水干燥剂，取得了较好的结果，在10%的盐酸溶液中浸泡3天后，饱和水吸附量高达15%。

A kind of small grain rhombic zeolite and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种小晶粒菱沸石及其制备方法和应用
本专利技术属于沸石
，具体涉及一种小晶粒菱沸石及其制备方法和应用。
技术介绍
国内外对菱沸石合成及其性质的研究并不多，这方面的文献报道也比较少，这与菱沸石本身的性质和特点有关。菱沸石和4A、13X等常见、常用的沸石相比较，对水、二氧化碳等小分子的吸附能力不及它们，而且由于必须使用有机胺（四甲基胺）做为模板剂，合成难度和成本远高于它们。当然菱沸石一个显著的特点：能够在强酸性的环境下，保持其骨架三维孔道结构的稳定，从而保持其对水、二氧化碳等小分子的强大吸附能力。这是4A、13X沸石等不具备的。国内没有天然的菱沸石矿，国外也比较稀少。就是发现的话，也是伴生在其他类型的沸石矿藏中，纯度不高、品位低。所以用天然菱沸石矿石制成的产品，性能一般，而且质量会随着伴生矿类型、纯度等不确定因素发生波动。采用人工合成菱沸石制成的产品，则没有天然矿石的问题，性能稳定，缺点是价格较高。菱沸石最主要的工业应用是作为强酸性工况下的吸附剂、催化剂使用。在许多精细化学合成（药物合成、农药合成、氯乙烯和聚氯乙烯的合成）和半导体多晶硅生产中，反应涉及的强酸性气体，如氯化氢、氟化氢等，需要经过脱水干燥后方能引入合成体系参与化学反应。和传统的浓硫酸脱水剂相比，菱沸石吸附剂既安全又环保。而且因为是固体颗粒，所以它的操作方便、使用安全，吸水后经再生可以反复使用，全寿命使用成本低廉。这些优点在环保要求日益严格的当下，显得尤为重要。本专利技术利用结晶导向剂，采用无有机模板剂法合成小晶粒菱沸石，并将其用于强酸体系中的脱水干燥，取得了较好的结果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种小晶粒菱沸石的合成方法和应用。本专利技术提出的小晶粒菱沸石，利用结晶导向剂，采用无有机模板剂水热合成法得到，晶粒尺寸200-600nm。将得到的小晶粒菱沸石用于强酸体系中的脱水干燥，取得了较好的结果。上述小晶粒菱沸石的合成方法，具体步骤如下：（1）结晶导向剂的合成在10-90℃的温度范围内，将一定量的硅酸钠、氢氧化钾和偏铝酸钠溶解于水中，搅拌4-10h，得到结晶导向剂，结晶导向剂于10-30℃保存；（2）水热晶化法合成小晶粒菱沸石室温和搅拌条件下，将一定量的硅酸钠、氢氧化钠和偏铝酸钠溶解于水中，并加入一定量的结晶导向剂，搅拌均匀，装入水热釜内，先于90-110℃晶化1-2天，再于130-160℃晶化1-3天，过滤、洗涤、干燥后制得小晶粒菱沸石。步骤（1）中，氢氧化钾与硅酸钠的摩尔比为0.05:1-0.13:1；步骤（1）中，水与硅酸钠的摩尔比为20:1-60:1；步骤（1）中，硅酸钠与偏铝酸钠的摩尔比为1.5:1-4:1；步骤（2）中，氢氧化钠与硅酸钠的摩尔比为0.04:1-0.3:1；步骤（2）中，水与硅酸钠的摩尔比为50:1-100:1；步骤（2）中，硅酸钠与偏铝酸钠的摩尔比为1.5:1-4:1；步骤（2）中，结晶导向剂的用量为硅酸钠、氢氧化钠、偏铝酸钠和水总用量（质量）的10-20%。本专利技术所得小晶粒菱沸石用作强酸体系中的干燥剂。具体说来，用5%-15%的盐酸浸泡2-4天后，用水清洗，400℃活化2h后测定其吸水量。本专利技术中，小晶粒菱沸石由于采用无有机模板剂水热法合成，价格便宜。另外将其作强酸体系中的脱水干燥剂，取得了较好的结果，在10%的盐酸溶液中浸泡3天后，饱和水吸附量高达15%。该干燥剂吸水后，经加热或真空活化脱除所吸附的水分后，循环重新使用；具有良好的经济可操作性，环保效益和社会效益十分明显。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术作进一步的阐述。实施例130℃将一定量的硅酸钠、氢氧化钾和偏铝酸钠溶解于水中，氢氧化钾、硅酸钠、偏铝酸钠和水的摩尔比为0.07:1:0.5:30，搅拌6h，得到结晶导向剂，结晶导向剂于30℃保存。室温和搅拌条件下，将一定量的硅酸钠、氢氧化钠和偏铝酸钠溶解于水中，并加入其10%的结晶导向剂，氢氧化钠、硅酸钠、偏铝酸钠和水的摩尔比为0.2:1:0.5:70，搅拌均匀，装入水热釜内，先于100℃晶化1天，再于130℃晶化3天，过滤、洗涤、干燥后制得菱沸石。菱沸石用10%的盐酸浸泡3天后，用水清洗，400℃活化2h后测定其饱和吸水量，吸收量为15%。实施例250℃将一定量的硅酸钠、氢氧化钾和偏铝酸钠溶解于水中，氢氧化钾、硅酸钠、偏铝酸钠和水的摩尔比为0.08:1:0.4:30，搅拌5h，得到结晶导向剂，结晶导向剂于30℃保存。室温和搅拌条件下，将一定量的硅酸钠、氢氧化钠和偏铝酸钠溶解于水中，并加入其12%的结晶导向剂，氢氧化钠、硅酸钠、偏铝酸钠和水的摩尔比为0.3:1:0.3:60，搅拌均匀，装入水热釜内，先于110℃晶化1天，再于140℃晶化3天，过滤、洗涤、干燥后制得菱沸石。菱沸石用12%的盐酸浸泡3天后，用水清洗，400℃活化2h后测定其饱和吸水量，吸收量为14%。实施例360℃将一定量的硅酸钠、氢氧化钾和偏铝酸钠溶解于水中，氢氧化钾、硅酸钠、偏铝酸钠和水的摩尔比为0.06:1:0.3:40，搅拌7h，得到结晶导向剂，结晶导向剂于30℃保存。室温和搅拌条件下，将一定量的硅酸钠、氢氧化钠和偏铝酸钠溶解于水中，并加入其15%的结晶导向剂，氢氧化钠、硅酸钠、偏铝酸钠和水的摩尔比为0.15:1:0.4:80，搅拌均匀，装入水热釜内，先于100℃晶化1天，再于150℃晶化3天，过滤、洗涤、干燥后制得菱沸石。菱沸石用9%的盐酸浸泡3天后，用水清洗，400℃活化2h后测定其饱和吸水量，吸收量为14%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小晶粒菱沸石的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：/n（1）结晶导向剂的合成/n在10-90℃的温度范围内，将硅酸钠、氢氧化钾和偏铝酸钠溶解于水中，搅拌4-10h，得到结晶导向剂，结晶导向剂于10-30℃保存；/n（2）水热晶化法合成小晶粒菱沸石/n室温和搅拌条件下，将硅酸钠、氢氧化钠和偏铝酸钠溶解于水中，并加入结晶导向剂，搅拌均匀，装入水热釜内，先于90-110℃晶化1-2天，再于130-160℃晶化1-3天，过滤、洗涤、干燥，即得小晶粒菱沸石；晶粒尺寸为200-600 nm。/n

【技术特征摘要】
1.一种小晶粒菱沸石的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）结晶导向剂的合成
在10-90℃的温度范围内，将硅酸钠、氢氧化钾和偏铝酸钠溶解于水中，搅拌4-10h，得到结晶导向剂，结晶导向剂于10-30℃保存；
（2）水热晶化法合成小晶粒菱沸石
室温和搅拌条件下，将硅酸钠、氢氧化钠和偏铝酸钠溶解于水中，并加入结晶导向剂，搅拌均匀，装入水热釜内，先于90-110℃晶化1-2天，再于130-160℃晶化1-3天，过滤、洗涤、干燥，即得小晶粒菱沸石；晶粒尺寸为200-600nm。


2.根据权利要求1所述的小晶粒菱沸石的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，氢氧化钾与硅酸钠的摩尔比为（0.05-0.13）:1；水与硅酸钠的摩尔比为（20-60）:...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘惠章，杨根兵，张翼云，吴林海，
申请(专利权)人：上海索易分子筛有限公司，江苏特普新材料有限公司，上海索易分子筛有限公司修武分公司，
类型：发明
国别省市：上海;31